專利名稱：基于大型風(fēng)力發(fā)電葉片的陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
對于大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)，分上模(PS)、和下模(SS)兩子系統(tǒng)。陰模系統(tǒng)中由于上模子系統(tǒng)在合模和脫模過程中需要繞翻轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)動，受力、變形等較大，故將其載荷分布的計(jì)算作為研究對象。同時由于葉片模型形狀不規(guī)則，本身已發(fā)生扭轉(zhuǎn)且在尾部有翹曲，導(dǎo)致葉片本身載荷分布無規(guī)律，進(jìn)而大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)載荷分布無規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法。這種方法計(jì)算簡單，精度較高。本發(fā)明提出的大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法，所述陰模模具系統(tǒng)由下模鋼構(gòu)架3、上模鋼構(gòu)架4、保溫系統(tǒng)5、加熱銅管層6、模具殼板7、葉片纖維鋪層
8、大梁9、和筋板11組成，其中:上模鋼構(gòu)架4和下模鋼構(gòu)架3放置在地面上，在上模鋼構(gòu)架4和下模鋼構(gòu)架3上面分別放置模具殼板7，模具殼板7上面鋪設(shè)葉片纖維鋪層8，模具殼板7與葉片纖維鋪層8之間添加保溫系統(tǒng)5和加熱銅管層6，在葉片纖維鋪層8上面鋪設(shè)大梁9，大梁9上面沿葉片長度方向放置筋板11，使用時，陰模模具系統(tǒng)和陽膜模具系統(tǒng)通過翻轉(zhuǎn)裝置10進(jìn)行合模和脫模，合模時使用合?？s緊裝置1，脫膜時使用液壓頂升裝置2。當(dāng)制作葉片的陰模模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上所述時，陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法如下面的步驟所示，具體步驟如下:
(1)對下模鋼構(gòu)架3和上模鋼構(gòu)架4的載荷分布進(jìn)行計(jì)算，采用ANSYS的APDL建立隨形有限元模型，設(shè)置重力后由ANSYS軟件本身自行計(jì)算載荷分布；控制密度為7800KG/m3、泊松比為2.1El1、單元類型為BEAM188 ；
(2)加熱銅管層根據(jù)實(shí)際用材計(jì)算重量，且視作在整個模具系統(tǒng)中為均勻分布載荷，合模鎖緊裝置、液壓頂升裝置視作位于不同截面位置的點(diǎn)載荷，為離散載荷分布；合模鎖緊裝置和液壓頂升裝置數(shù)量為下模鋼構(gòu)架3和上模鋼構(gòu)架4截面數(shù)量2倍，重量根據(jù)實(shí)際采用型號決定。
(3)模具殼板、大梁及葉片纖維鋪層分布計(jì)算，由于模具殼板、大梁和葉片纖維鋪層外形的不規(guī)則，采用沿葉片長度方向等間距劃分模具殼板、大梁和葉片纖維鋪層，將其分為若干小塊，對各小塊進(jìn)行離散求解并疊加計(jì)算的方法進(jìn)行處理，得到一系列選定位置的離散載荷值，通過軟件matlab進(jìn)行離散點(diǎn)的曲線擬合，得到陰模殼板的載荷分布函數(shù)及分布曲線；
采用公式I進(jìn)行計(jì)算:
權(quán)利要求
1.一種大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法，其特征在于所述陰模模具系統(tǒng)由下模鋼構(gòu)架、上模鋼構(gòu)架、保溫系統(tǒng)、加熱銅管層、模具殼板、葉片纖維鋪層、大梁、和筋板組成，其中:上模鋼構(gòu)架和下模鋼構(gòu)架放置在地面上，在上模鋼構(gòu)架和下模鋼構(gòu)架上面分別放置模具殼板，模具殼板上面鋪設(shè)葉片纖維鋪層，模具殼板與葉片纖維鋪層之間添加保溫系統(tǒng)和加熱銅管層，在葉片纖維鋪層上面鋪設(shè)大梁，大梁上面沿葉片長度方向放置筋板，使用時，陰模模具系統(tǒng)和陽膜模具系統(tǒng)通過翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行合模和脫模，合模時使用合模縮緊裝置，脫膜時使用液壓頂升裝置；當(dāng)制作葉片的陰模模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上所述時，陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法如下面的步驟所示，具體步驟如下: (I)對下模鋼構(gòu)架和上模鋼構(gòu)架的載荷分布進(jìn)行計(jì)算，采用ANSYS的APDL建立隨形有限元模型，設(shè)置重力后由ANSYS軟件本身自行計(jì)算載荷分布；控制密度為7800KG/m3、泊松比為2.1E11、單元類型為BEAM188 ； (2)加熱銅管層根據(jù)實(shí)際用材計(jì)算重量，且視作在整個模具系統(tǒng)中為均勻分布載荷，合模鎖緊裝置、液壓頂升裝置視作位于不同截面位置的點(diǎn)載荷，為離散載荷分布；合模鎖緊裝置和液壓頂升裝置數(shù)量為下模鋼構(gòu)架和上模鋼構(gòu)架截面數(shù)量2倍，重量根據(jù)實(shí)際采用型號決定; (3)模具殼板、大 梁及葉片纖維鋪層分布計(jì)算，由于模具殼板、大梁和葉片纖維鋪層外形的不規(guī)則，采用沿葉片長度方向等間距劃分模具殼板、大梁和葉片纖維鋪層，將其分為若干小塊，對各小塊進(jìn)行離散求解并疊加計(jì)算的方法進(jìn)行處理，得到一系列選定位置的離散載荷值，通過軟件matlab進(jìn)行離散點(diǎn)的曲線擬合，得到陰模殼板的載荷分布函數(shù)及分布曲線.采用公式I進(jìn)行計(jì)算: Fix) = (χ) = T] pghA (τ)，i=1，2，3.(式1) 其中，標(biāo)號1、2、3分別表示模具殼板、大梁以及葉片纖維鋪層， F(X)表示模具殼板、大梁以及葉片纖維鋪層三部分疊加后的載荷分布函數(shù)； P為材料密度，&為重力加速度； Ij (jf)分別表不各部分結(jié)構(gòu)的載荷分布函數(shù)； 分別表示各部分結(jié)構(gòu)的厚度； Si(X)分別表示各部分結(jié)構(gòu)等間距離散后各小塊的表面積； (4)在此基礎(chǔ)上將銅管加熱層、模具殼板、陰模大梁及葉片纖維鋪層四部分連續(xù)分布荷載再一次進(jìn)行疊加，最終得到陰模模具系統(tǒng)的總的載荷分布函數(shù)及分布曲線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)力發(fā)電葉片陰模模具系統(tǒng)的載荷分布計(jì)算方法。具體為隨形支撐鋼架，模具系統(tǒng)銅管加熱層及其他附件，葉片陰模殼板、大梁及葉片纖維鋪層。首先對支撐鋼架進(jìn)行載荷分布求解；然后對模具系統(tǒng)銅管加熱層及其他附件分別進(jìn)行載荷分布計(jì)算；最后將陰模殼板、大梁及葉片纖維鋪層按連續(xù)分布載荷分別進(jìn)行計(jì)算，通過采用沿葉片長度方向進(jìn)行等間距劃分進(jìn)而對各小塊進(jìn)行離散求解并疊加計(jì)算的方法進(jìn)行處理。在此基礎(chǔ)上將銅管加熱層、陰模殼板、陰模大梁及葉片纖維鋪層等四部分主要葉片結(jié)構(gòu)的連續(xù)分布荷載再一次進(jìn)行疊加，最終得到陰模模具系統(tǒng)的載荷分布函數(shù)及分布曲線。這種方法的特點(diǎn)是，計(jì)算簡單，精度較高。
文檔編號G06F17/50GK103116680SQ201310070250
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者奚鷹, 高立強(qiáng), 程宏, 圣亞運(yùn), 綦魯寧, 陳哲 申請人:同濟(jì)大學(xué)